JPH1164435A

JPH1164435A - 半導体試験装置

Info

Publication number: JPH1164435A
Application number: JP9224154A
Authority: JP
Inventors: Norimasa Sato; 典正佐藤
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、多数のピンエレクトロニクスのセ
トリング特性を簡便な方法で診断でき、しかも高速でお
こなえる半導体試験装置を提供する。【解決手段】スイッチを切り換えて、ＤＣ電圧からス
テップ電圧を発生できるステップ電圧発生手段と、該ス
テップ電圧発生手段のステップ電圧を入力に受けて、複
数の出力の１つに順次出力する第１のマルチプレクサ
と、該マルチプレクサの出力がそれぞれ接続される複数
のピンエレクトロニクスと、該複数のピンエレクトロニ
クスの出力を受けて、１つを選択出力する第２のマルチ
プレクサと、該第２のマルチプレクサの出力信号を受け
てデジタルデータに変換して信号解析するデジタイザ
と、該デジタイザにサンプリングクロックを与え、前記
ステップ発生手段と、前記第１のマルチプレクサと、前
記第２のマルチプレクサとのコントロール信号を制御し
ている制御手段とを具備している解決手段。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピンエレクトロニ
クスのセットリング特性を診断できる半導体試験装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術について、図６と、図７を参照
して説明する。最初に、半導体試験装置の概要について
説明する。図７に示すように、半導体試験装置の一例
は、オペレータとのインタフェースとなるワークステー
ション１と、半導体試験装置本体２と、被試験デバイス
とのインタフェースとなるテストヘッド３とで構成され
る。

【０００３】半導体試験装置本体２は、周辺装置を含む
システムを制御する制御部と、試験信号の発生と試験を
おこなう各種ユニットと、各種電圧を供給する電源とで
構成している。また、テストヘッド３には、被試験デバ
イスの試験ピン毎に設けられた電子回路であるピンエレ
クトロニクスが内蔵されている。

【０００４】そして、テストヘッド３において、パフォ
ーマンスボード９０に搭載されたデバイスソケット９１
と、被試験デバイスのＤＵＴ９２のピンとをコンタクト
している。また、ピンエレクトロニクスからＤＵＴ９２
に試験信号を印加、またはＤＵＴ９２の出力信号を受け
て被試験デバイスの試験をしている。

【０００５】ここに、パフォーマンスボードとは、被試
験デバイスのソケットの配線パターンのパッドと、テス
トヘッドに内蔵された各ピンエレクトロニクスの各信号
とが接触子を介して電気接続されるボードで、例えば一
片が３０〜４０ｃｍ位の多層プリント基板である。ま
た、被試験デバイスに対応したソケットを搭載したパフ
ォーマンスボードをテストヘッド３に交換して搭載する
ことにより、各種の被試験デバイスを試験することがで
きる。

【０００６】次に、ピンエレクトロニクスと、被試験デ
バイスのＤＵＴ９２との関係について説明する。図６に
示すように、テストヘッド３に内蔵されるピンエレクト
ロニクスの一例は、アンプ７１とアッテネータ８１とで
構成している。この場合、被試験デバイスのＤＵＴ９２
としては、液晶ディスプレイのドライバＩＣがある。こ
こに、液晶ディスプレイのドライバＩＣとは、液晶の画
素電極に電圧を印加して液晶の光透過率を変化させて表
示させるためのＩＣである。

【０００７】また、液晶ディスプレイは、画素数が多
く、均一な輝度表示特性を得るために、そのドライバＩ
Ｃの出力数は例えば２５６ピンと多く、またドライバ出
力ピン間に電圧差の少ないことが必要となる。従って、
液晶ディスプレイのドライバＩＣを試験する半導体試験
装置は多ピンの試験をするために、ピン対応のピンエレ
クトロニクスの回路数が多く、しかも各ピンエレクトロ
ニクス間の測定電圧が正確でバラツキが小さいことが要
求される。

【０００８】そして、各ピンエレクトロニクス間の測定
電圧が正確でバラツキを少なくするためには、例えばス
テップ状の電圧をピンエレクトロニクスに印加して、そ
の出力電圧のセトリング特性を規定する方法がある。こ
こに、セトリング特性とは、ステップ電圧を被測定回路
に入力して、その出力電圧が０Ｖのときから、ある時間
後の電圧が最終値の電圧に対して何％に入っているかの
特性をいう。例えば、セトリング特性として、１０μｓ
（±１％）と規定する。

【０００９】そして、セトリング特性を測定するために
は、例えば外部からステップ電圧をピンエレクトロニク
スに印加して、その出力波形をオシロスコープで各ピン
エレクトロニクスごとに測定する方法によりおこなうこ
とができる。しかし、各ピンエレクトロニクスのセトリ
ング特性をチェックすることは非常に工数がかかり実用
的ではなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、被
試験デバイスとして液晶ディスプレイのドライバＩＣを
試験する半導体試験装置は、多ピンのドライバ出力を試
験するために、ピン対応のピンエレクトロニクスの回路
数が多く、しかも各ピンエレクトロニクス間の測定電圧
が正確でバラツキが小さいことが要求される。さらに、
その性能を長期間継続して保持する必要があるので、そ
の都度ピンエレクトロニクスのセトリング特性を測定す
ることは非常に工数がかかり実用上の不便があった。そ
こで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、
その目的は、多数のピンエレクトロニクスのセトリング
特性を簡便な方法で診断でき、しかも高速でおこなえる
半導体試験装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的を達成す
るためになされた本発明の第１は、複数のピンエレクト
ロニクスにステップ電圧を順次印加して、セットリング
特性をプログラムの実行により診断できることを特徴と
した半導体試験装置を要旨としている。

【００１２】また、上記目的を達成するためになされた
本発明の第２は、スイッチを切り換えて、ＤＣ電圧から
ステップ電圧を発生できるステップ電圧発生手段と、該
ステップ電圧発生手段のステップ電圧を入力に受けて、
複数の出力の１つに順次出力する第１のマルチプレクサ
と、該マルチプレクサの複数の出力がそれぞれ接続され
る複数のピンエレクトロニクスと、該複数のピンエレク
トロニクスの出力を受けて、１つを選択出力する第２の
マルチプレクサと、該第２のマルチプレクサの出力信号
を受けてデジタルデータに変換して信号解析するデジタ
イザと、該デジタイザにサンプリングクロックを与え、
前記ステップ発生手段と、前記第１のマルチプレクサ
と、前記第２のマルチプレクサとのコントロール信号を
制御している制御手段と、を具備していることを特徴と
した半導体試験装置を要旨としている。

【００１３】そして、上記目的を達成するためになされ
た本発明の第３は、スイッチを切り換えて、ＤＣ電圧か
ら順次複数の出力にステップ電圧を発生できるステップ
電圧発生手段と、該ステップ電圧発生手段の複数の出力
がそれぞれ接続される複数のピンエレクトロニクスと、
該複数のピンエレクトロニクスの出力を受けて、１つを
選択出力するマルチプレクサと、該マルチプレクサの出
力信号を受け、デジタルデータに変換して信号解析する
デジタイザと、該デジタイザにサンプリングクロックを
与え、前記ステップ電圧発生手段と、前記マルチプレク
サとのコントロール信号を制御している制御手段と、を
具備していることを特徴とした半導体試験装置を要旨と
している。

【００１４】さらに、上記目的を達成するためになされ
た本発明の第４は、本発明第２又は３記載の複数のピン
エレクトロニクスに与えるステップ電圧の発生手段は診
断ボードに設け、テストヘッドに搭載してプログラムに
より複数のピンエレクトロニクスが診断できることを特
徴とした半導体試験装置を要旨としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、下記の実
施例において説明する。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例１について、図１と、図２
と、図５と、図６とを参照して説明する。図１に示すよ
うに、半導体試験装置の発明の要部は、ＤＣ電圧発生器
１０と、スイッチのＳＷａ、ＳＷｂと、抵抗Ｒと、１：
ｎのマルチプレクサ２０と、ピンエレクトロニクス３１
〜３ｎと、ｎ：１のマルチプレクサ４０と、波形デジタ
イザ５０と、制御部６０とで構成している。

【００１７】ここで、ＤＣ電圧発生器１０と、スイッチ
のＳＷａ、ＳＷｂと、抵抗Ｒと、１：ｎのマルチプレク
サ２０とは、診断ボード９４に設けている。また、診断
ボード９４のマルチプレクサ２０の各出力の配線パター
ンは、テストヘッド３に搭載したときピンエレクトロニ
クスの各入力ピンに接続されるようにしている。

【００１８】以下、各構成要素について説明する。ＤＣ
電圧発生器１０は、ステップ電圧を与えるための電圧源
となるＤＣ電圧を発生させる。スイッチのＳＷａ、ＳＷ
ｂは、スイッチコントロール信号１００、１１０がＬＯ
ＷレベルでＯＮとなり、ＨＩＧＨレベルでＯＦＦとし
て、ステップ電圧を生成する高速の半導体スイッチであ
る。また、抵抗Ｒは、過電流防止の保護用抵抗である。

【００１９】マルチプレクサ２０は、ステップ電圧を受
けて、制御信号２００により、ｎ個のピンエレクトロニ
クスへ順次切り換えて出力する１：ｎのマルチプレクサ
である。

【００２０】ピンエレクトロニクス３１〜３ｎは、たと
えば図６にしめすように、アンプ７１とアッテネータ８
１とで構成している。

【００２１】マルチプレクサ４０は、ピンエレクトロニ
クス３１〜３ｎの出力電圧を受けて、制御信号２１０に
より、１個の波形デジタイザ５０に順次切り換えて入力
するｎ：１のマルチプレクサである。

【００２２】波形デジタイザ５０は、アナログ信号をＡ
／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して信号解析をお
なえるユニットである。

【００２３】制御部６０は、スイッチのＳＷａ、ＳＷｂ
と、マルチプレクサ２０と、マルチプレクサ４０とを切
り換える制御をおこない、また波形デジタイザ５０にサ
ンプリングクロック３００をあたえる、プログラムで制
御される制御手段である。ここで、サンプリングクロッ
ク３００は、波形デジタイザ５０が入力のアナログ信号
をＴの周期でサンプリングする信号であり、スイッチＳ
Ｗａ、ＳＷｂのコントロール信号１００、１１０と同期
しているものとする。また、コントロール信号１００、
１１０の切り換えのタイミングと、サンプリングクロッ
クのｎ番目のタイミングとは一致しているものとする。

【００２４】次に、本実施例１の動作について、図２の
タイミングチャートを参照して以下説明する。タイミン
グＡにおいて、マルチプレクサ２０と、マルチプレクサ
４０とをピンエレクトロニクス３１の入力と出力とにそ
れぞれ切り換える。このタイミングＡにおいて、スイッ
チＳＷａはＯＦＦ、スイッチＳＷｂはＯＮとなっている
ので、マルチプレクサ２０の入力はグランドレベルであ
る。

【００２５】この状態から、プログラム上でデジタイザ
のサンプリングを実行させる。図２の（ｃ）に示すよう
に、タイミングＡからプログラムの実行に要する時間経
過した後サンプリングを開始する。そして、サンプリン
グクロックのｎ番目で、スイッチＳＷａはＯＮ、スイッ
チＳＷｂはＯＦＦとする。従って、図２の（ｄ）に示す
ように、サンプリングクロックのｎ番目で、マルチプレ
クサ２０の入力、すなわちピンエレクトロニクス３１の
入力波形はステップ波形となる。

【００２６】また、図２の（ｅ）に示すように、波形デ
ジタイザ５０の測定波形５００は、セトリング特性によ
り最終電圧値に達するのにある程度の時間を要する。そ
こで、通常は測定電圧が最終電圧値に達したと見なせる
時間後の測定電圧を中心として、例えば＋１％を上限の
リミットａ、−１％を下限のリミットｂとして決められ
ている。

【００２７】そして、波形デジタイザ５０の測定波形５
００が、下限のリミットｂと上限のリミットａの間に測
定値が収束したとき、即ち、ｍ番目からｐ番目の測定値
が全て２つのリミット間に入っているときのサンプリン
グクロックがｍ番目であるとすると、セットリング時間
ｔは下記式（１）で求められる。セットリング時間ｔ＝（ｍ−ｎ）・Ｔ・・・・（１）

【００２８】そして次に、タイミングＢにおいて、マル
チプレクサ２０と、マルチプレクサ４０とをピンエレク
トロニクス３２の入力と出力とにそれぞれ切り換え、ま
たスイッチＳＷａはＯＮ、スイッチＳＷｂはＯＦＦとす
ることにより、ピンエレクトロニクス３２のセットリン
グ特性を診断している。以下同様にして、ピンエレクト
ロニクス３ｎまでのセットリング特性を順次連続して高
速に診断することができる。

【００２９】なお、図５に示すように、被試験デバイス
のＤＵＴ９２を試験する場合は、診断ボード９４をパフ
ォーマンスボード９０に交換して試験することができ
る。

【００３０】（実施例２）本発明の実施例２について、
図３と、図４と、図５と、図６とを参照して説明する。
図３に示すように、実施例２の半導体試験装置の要部
は、ＤＣ電圧発生器１０と、スイッチのＳＷ１〜ＳＷｎ
と、抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、ピンエレクトロニクス３１〜３
ｎと、ｎ：１のマルチプレクサ４０と、波形デジタイザ
５０と、制御部６０とで構成している。ここで、ＤＣ電
圧発生器１０と、スイッチのＳＷ１〜ＳＷｎと、抵抗Ｒ
１〜Ｒｎとは、診断ボード９５に搭載している。また、
診断ボード９５のスイッチのＳＷ１〜ＳＷｎの出力は、
ピンエレクトロニクスの各入力ピンに接続されるように
パターン配線している。

【００３１】以下、各構成要素について説明する。ＤＣ
電圧発生器１０と、ピンエレクトロニクス３１〜３ｎ
と、ｎ：１のマルチプレクサ４０と、波形デジタイザ５
０と、制御部６０とは、実施例１と同様であるので説明
を省略する。

【００３２】スイッチのＳＷ１〜ＳＷｎは、スイッチコ
ントロール信号１２０によりそれぞれ独立して高速にＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御される半導体スイッチで、それぞれＬＯ
ＷレベルでＯＮ、ＨＩＧＨレベルでＯＦＦとする。ま
た、抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、スイッチのＳＷ１〜ＳＷｎがＯ
ＦＦのとき入力電圧をグランドレベルとする過電流保護
を兼ねた抵抗である。

【００３３】サンプリングクロック３００は、波形デジ
タイザ５０が入力のアナログ信号をＴの周期でサンプリ
ングする信号であり、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのコント
ロール信号１２０と、マルチプレクサ４０のコントロー
ル信号２１０とは、プログラムにより制御されるものと
する。

【００３４】次に、本実施例２の動作について、図４の
タイミングチャートを参照して以下説明する。但し、ス
イッチのＳＷ４〜ＳＷｎの動作は表示を省略している。
タイミングＡにおいて、スイッチＳＷ１をＯＮ、ＳＷ２
〜ＳＷｎはＯＦＦとして、ピンエレクトロニクス３１の
入力にＤＣ電圧発生器１０のＤＣ電圧をステップ電圧と
して印加する。そのときのピンエレクトロニクス３１の
出力波形は、図４の（ｄ）に示すようになる。

【００３５】そして、タイミングＢにおいて、マルチプ
レクサ４０のコントロール信号２１０により、ピンエレ
クトロニクス３１の出力と波形デジタイザ５０の入力と
を接続する。図４の（ｃ）に示すように、スイッチのＳ
Ｗ１をＯＮしてから、予め設定した時間Ｔｓ後にサンプ
リングクロック３００をスタートさせる。この時間Ｔｓ
は、サンプリングをスタートしたときに測定波形が下限
のリミットレベルｂ以前であるように設定する。

【００３６】ここで、１つのピンエレクトロニクスのセ
ットリング特性の最終電圧とみなせる時間は、サンプリ
ングクロック３００をスタートしてからｐ番目の時間と
する。また、セットリング特性の最終電圧値の範囲は、
上限のリミットａと下限のリミットｂとする。

【００３７】そして、波形デジタイザ５０の測定波形５
００が、サンプリングを開始してから下限のリミットｂ
と上限のリミットａの間に測定値が収束したとき、即
ち、ｍ番目からｐ番目の測定値が全て２つのリミット間
に入っているときのサンプリングクロックがｍ番目であ
るとすると、その時間ｔ１はｍ・Ｔとなる。従って、セ
ットリング時間ｔは下記式（２）で求められる。セットリング時間ｔ＝Ｔｓ＋ｔ１＝Ｔｓ＋ｍ・Ｔ・・・・（２）

【００３８】そして、サンプリングクロック３００のｐ
＋１番目のサンプリングクロックが入力されるまえに、
マルチプレクサ４０のコントロール信号２１０を切り換
えて、ピンエレクトロニクス３２の出力と波形デジタイ
ザ５０の入力とを接続する。このとき、ＳＷ２はサンプ
リングクロックｐ＋１番目よりＴｓ前のタイミングＣに
おいてすでにＯＮしている。つまり、ピンエレクトロニ
クス３１が最終電圧となる時間よりＴｓの時間前に、次
のピンエレクトロニクス３２にもステップ電圧が印加さ
れていることになる。

【００３９】そして、波形デジタイザ５０の測定波形５
００が、サンプリングクロック３００のｐ＋１番目から
下限のリミットｂと上限のリミットａの間に測定値が収
束したとき、即ち、ｐ＋ｑ番目から２ｐ番目の測定値が
全て２つのリミット間に入っているときのサンプリング
クロックがｐ＋ｑ番目であるとすると、その時間ｔ２は
ｑ・Ｔとなる。従って、セットリング時間ｔは下記式
（３）で求められる。セットリング時間ｔ＝Ｔｓ＋ｔ２＝Ｔｓ＋ｑ・Ｔ・・・・（３）以下同様にして、ピンエレクトロニクス３ｎまでのセッ
トリング特性を連続して診断することができる。

【００４０】従って、ピンエレクトロニクス３ｎまでの
セットリング特性は、実際にセットリング特性を測定す
るのに必要な時間よりもおのおのＴｓ時間少なく測定で
き、かつグランドレベルはサンプリングしていないの
で、実施例１よりもさらに高速に診断することができ
る。

【００４１】ここで、予め設定する時間Ｔｓは、長い時
間に設定すれば全体として高速測定となるが、その時間
Ｔｓの設定範囲の上限としては、すべての被測定ピンエ
レクトロニクスの出力電圧に対して、リミットｂの電圧
となる時間よりも短い時間となる。

【００４２】なお、図５に示すように、被試験デバイス
のＤＵＴ９２を試験する場合は、実施例１と同様に診断
ボード９５をパフォーマンスボード９０に交換して試験
することができる。

【００４３】ところで、被試験デバイスとしてはＬＣＤ
ドライバの例で説明したが、被試験デバイスは他の半導
体であっても同様に実施できる。さらに、ＤＣ電圧発生
器のドライブ能力が不足する場合は、バッファを追加し
た構成としてもよい。また、ピンエレクトロニクスの構
成はアンプとアッテネータの例としたが、フィルタ等を
含んだ他の構成でも同様に実施できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、
診断ボードをテストヘッドに搭載して、診断プログラム
を実行する簡単な操作で、多数のピンエレクトロニクス
の診断が容易に実行できる。また、多数のピンエレクト
ロニクスのセトリング特性の診断が高速に実行できる効
果がある。従って、所望の時期に診断を実行すること
で、半導体試験装置のピンエレクトロニクスのセットリ
ング特性を確認して試験の信頼性を長期に渡って維持で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の半導体試験装置の要部ブロ
ック図である。

【図２】本発明の実施例１の半導体試験装置のタイミン
グチャートである。

【図３】本発明の実施例２の半導体試験装置の要部ブロ
ック図である。

【図４】本発明の実施例２の半導体試験装置のタイミン
グチャートである。

【図５】本発明の半導体試験装置によりＤＵＴを試験す
るブロック図である。

【図６】ピンエレクトロニクスのブロック図である。

【図７】半導体試験装置の構成図である。

【符号の説明】

１ワークステーション２半導体試験装置本体３テストヘッド１０ＤＣ電圧発生器２０マルチプレクサ（１：ｎ）３１〜３ｎピンエレクトロニクス４０マルチプレクサ（ｎ：１）５０デジタイザ６０制御部７１アンプ８１アッテネータ９０パフォーマンスボード９１ソケット９２ＤＵＴ９４、９５診断ボード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のピンエレクトロニクスにステップ
電圧を順次印加して、セットリング特性をプログラムの
実行により診断できることを特徴とした半導体試験装
置。
【請求項２】スイッチを切り換えて、ＤＣ電圧からス
テップ電圧を発生できるステップ電圧発生手段と、該ステップ電圧発生手段のステップ電圧を入力に受け
て、複数の出力の１つに順次出力する第１のマルチプレ
クサと、該マルチプレクサの複数の出力がそれぞれ接続される複
数のピンエレクトロニクスと、該複数のピンエレクトロニクスの出力を受けて、１つを
選択出力する第２のマルチプレクサと、該第２のマルチプレクサの出力信号を受けてデジタルデ
ータに変換して信号解析するデジタイザと、該デジタイザにサンプリングクロックを与え、前記ステ
ップ発生手段と、前記第１のマルチプレクサと、前記第
２のマルチプレクサとのコントロール信号を制御してい
る制御手段と、を具備していることを特徴とした半導体試験装置。
【請求項３】スイッチを切り換えて、ＤＣ電圧から順
次複数の出力にステップ電圧を発生できるステップ電圧
発生手段と、該ステップ電圧発生手段の複数の出力がそれぞれ接続さ
れる複数のピンエレクトロニクスと、該複数のピンエレクトロニクスの出力を受けて、１つを
選択出力するマルチプレクサと、該マルチプレクサの出力信号を受け、デジタルデ−タに
変換して信号解析するデジタイザと、該デジタイザにサンプリングクロックを与え、前記ステ
ップ電圧発生手段と、前記マルチプレクサとのコントロ
ール信号を制御している制御手段と、を具備していることを特徴とした半導体試験装置。
【請求項４】請求項２又は３記載の複数のピンエレク
トロニクスに与えるステップ電圧の発生手段は診断ボー
ドに設け、テストヘッドに搭載してプログラムにより複
数のピンエレクトロニクスが診断できることを特徴とし
た半導体試験装置。